Исследователи обнаружили, что тщательно контролируемые повышения уровня углекислого газа (CO₂) могут значительно улучшить естественную систему удаления отходов мозга — процесс, критически важный для предотвращения неврологических заболеваний. Результаты исследования, проведенного под руководством нейробиологов из Университета Нью-Мексико (UNM) и Сети исследований разума, предполагают новый подход к борьбе с такими состояниями, как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.
«Канализация» мозга
Ученые уже много лет знают, что мозг очищает токсины с помощью глимфатической системы — сети каналов, которая вымывает продукты отходов во время сна. Эта система полагается на циркуляцию спинномозговой жидкости (СМЖ) для удаления неправильно свернутых белков и других вредных веществ. Однако этот процесс очистки часто нарушается при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Паркинсона, где нарушения сна и снижение мозгового кровотока способствуют накоплению токсинов.
Глимфатическая система была полностью изучена только в последнее десятилетие, что делает это открытие еще более важным. Накопление токсинов в мозге теперь широко рассматривается как причина прогрессирования неврологических заболеваний, хотя вопрос о том, вызывают ли эти токсины болезнь или же являются лишь побочным продуктом, все еще остается открытым.
Как CO₂ манипулирует очисткой мозга
Недавнее исследование показало, что периодическая гиперкапния — кратковременные, ритмичные всплески воздуха, обогащенного CO₂ — может искусственно стимулировать глимфатическую систему даже в бодрствующем состоянии. Исследователи полагают, что колебания уровня CO₂ заставляют кровеносные сосуды расширяться и сжиматься, усиливая кровоток СМЖ. Результаты, опубликованные недавно, показали, что эта методика улучшила выведение отходов как у здоровых участников, так и у тех, кому диагностировали болезнь Паркинсона.
В экспериментах с участием 63 пожилых людей (30 с болезнью Паркинсона) МРТ-сканирование подтвердило, что периодическая гиперкапния изменила кровоток СМЖ. Последующие тесты на 10 участниках (5 с болезнью Паркинсона) выявили повышенный уровень отходов в крови, что указывает на улучшение выведения. Примечательно, что у одного участника с биомаркерами болезни Альцгеймера после лечения CO₂ наблюдалось значительное увеличение уровня амилоидных-бета-белков в крови, что позволяет предположить возможность очистки этих токсинов.
Значение и будущие исследования
Результаты исследования предполагают, что манипулирование уровнем CO₂ может стать новой терапевтической стратегией для нейродегенеративных заболеваний. Исследователи сейчас изучают, могут ли такие практики, как йога, тай-чи и цигун, которые делают акцент на диафрагмальном дыхании, достигать аналогичных эффектов, естественным образом повышая CO₂ в крови.
«Мы поняли, что можем воспроизвести ответ глимфатической системы на очистку, который обычно связан с глубоким сном, используя периодический CO₂ в бодрствующем состоянии», — объясняет нейропсихолог Сефира Риман из UNM.
Однако пока неясно, являются ли эти изменения долгосрочными или оказывают клинически значимое влияние на патологию заболевания. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить оптимальную дозу CO₂, продолжительность воздействия и потенциальные побочные эффекты, прежде чем этот подход можно будет считать жизнеспособным методом лечения.
Это открытие открывает новые возможности для понимания и потенциальной профилактики неврологического упадка, но находится на ранней стадии разработки.
